Закалочная среда Советский патент 1992 года по МПК C21D1/60 

Изобретение относится к термической обработке металлов и сплавов, а именно - к водным составам сред для закалки сталей. Наиболее близким по составу к предлагаемому техническому решению является закалочная среда 1. содержащая следующие компоненты, мас.%:

ЛСТ .2,5-15,0

Окись кальция0,2-1,0

Вода84.0-97,3 .

Данная среда обладает широким интервалом рабочих температур, обеспечивает равномерное охлаждение изделия из-за подавления процесса плесенеобразования, а также несколько снижает по сравнению с аналогами скорость охлаждения в области мартенситного превращения. Однако она не дает снижения температуры отрыва пленки ЛСТ от охлаждаемого изделия, что приводит к незначительному снижению скорости охлаждения в интервале мартенсит- ных превращений по сравнению с водой и снижает область применения данного раствора.

Целью предлагаемого технического решения является повышение качества закаливаемых изделий.

Поставленная цель достигается тем, что закалочная среда 1, содержащая окись кальция и воду, дополнительно содержит вещества, включающие ионы лигносульфонатов и трехвалентного железа при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Вещество, включающее ионы лигносульфонатов и трехвалентного

железа5,0-7.0

Окись кальция0,2-1,0

Вода2,0-94,8

При этом в качестве вещества, содержащего ионы может выступать или смесь лигносульфонатов (ЛСТ) и соединений трехвалентного железа, взятых в массовом соотношении 10:(0.9-1,1). Здесь в качестве соединения трехвалентного железа берется либо трихлорид железа, либо гематит, либо гидроксид трехвалентного железа, либо продукты атмосферной коррозии железа (ржавчина).

СП

с

VI

2

Os

о со

Использование КЛСТ приводит к резкому (в 2-3 раза) по сравнению с прототипом падению скорости охлаждения области мар- тенситного превращения за счет понижения температуры отрыва пленки от поверхности закаливаемого изделия. Это вызвано тем, что пленки из КЛСТ обладают большей по сравнению с пленками из ЛСТ адгезией к поверхности стальных изделий. За счет указанных факторов обеспечивается равномерное охлаждение изделий во всем интервале температур охлаждения, что значительно уменьшает образование трещин при закалке.

Возможность образования У КЛСТ определяется протеканием полимеранлогиче- ского превращения:

ЛСТ+ ,

а для остальных трех СТЖ - двустадийных полимераналогических превращений: первая стадия протекает за счет сульфокислоч- ных и карбоксильных остатков в ЛСТ.

ЛСТ/СООН/з + Fe/OH/з s Л СТ/СООН7з + Fe3+ + ЗНаО ЛСТ/50зН/з +Ре(ОН)з ЛСТ(50з)з + Fe3+ + ЗН20

и вторая стадия - собственно образование КЛСТ

ЛСТ +

Аналогично протекают указанные превращения и для Рв20з или РеО(ОИ). Для более успешного протекания указанных превращений берется небольшой избыток ЛСТ и СТЖ, причем для таких соединений, как Ре20з, Ре(ОН)з или ржавчина берутся свежеприготовленные коллоидные растворы или их мелкодисперсные водные взвеси.

Анализ патентной и научно-технической литературы показал, что не имеется закалочных сред, идентичных предлагаемой закалочной среде. Это позволяет сделать вывод о том, что введение комплексной солилигносульфонатовс ионами трехвалентного железа обеспечивает достижение поставленной цели и отвечает критериям новизна и существенные отличия.

Пример конкретного исполнения.

Составы закалочных сред приведены в таблице.

Закалочные среды № 1-5 готовили с применением КЛСТ, окиси кальция, предварительно прокаленной при 900°С в течение 4-х часов и технической воды. КЛСТ готови- ли следующим образом.

К водному раствору ЛСТ (ОСТ 13-183- 83) при перемешивании добавляли водный раствор Feds. Смесь оставляли на 24 часа. Готовность раствора проверяли роданистой пробой на свободные ионы трехвалентного железа. Отрицательный результат пробы указывал на полное протекание реации образования КЛСТ.

Составы сред № 6-13 готовились путем смешивания растворов ЛСТ, окиси кальция и свежеприготовленных растворов СТЖ или мелкодисперсных взвесей СТЖ в воде (для плохорастворимых РеаОз, Fe(OH)3. FeO(OH)/.

Формула изобретения

1.Закалочная среда, содержащая окись кальция и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества закаливаемых изделий, она дополнительно содержит вещество, включающее ионы лигносульфо- натов и трехвалентного железа при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Вещество, вклю-

чающее ионы лиг- носульфонатов и трехвалентного железа5,0-7,0 Окись кальция - 0,2-1,0 Вода92,0-94,8

2.Закалочная среда по п. 1,отличаю- щ а я с я тем, что в качестве вещества, включающего ионы лигносульфонатов и трехвалентного железа, она содержит комплексную соль лигносульфонатов технических и ионов трехвалентного железа.

3.Закалочная среда по п. 1, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что в качестве вещества, включающего ионы лигносульфонатов и

трехвалентного железа, она содержит смесь лигносульфонатов технических и соединений трехвалентного железа при соотношении компонентов 10:(0,9-1.1) соответственно.

Использование: термическая обработка металлов и сплавов. Сущность изобретения: закалочная среда содержит 5,0-7,0 мас.% вещества, включающего ионы лигносульфо- натов и трехвалентного железа, 0,2-1,0 мас.% окиси кальция и 92,0-94,8 мас.% воды. При этом в качестве вещества, содержащего ионы лигносульфонатов и трехвалентного железа используют либо комплексную соль лигносульфонатов технических и ионов трехвалентного железа либо смесь лигносульфонатов и соединений трехвалентного железа при соотношении 10:(0,9-1,1) соответственно. 1 табл.